JP3214197U - 材料試験機用恒温槽および材料試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】試験機本体の正面側から槽本体の移動作業を行うことができる材料試験機用恒温槽およびこの材料試験機用恒温槽を備えた材料試験機を提供する。【解決手段】恒温槽４０は、架台４３と槽本体４１から成り、槽本体４１は、架台４３上に一対のレール４２を介して載置される。槽本体４１は、レール４２に沿ってスライド移動することで、試験機本体に対して、前進／後退する。一対のレール４２に一方には、軸５３の端部に設けられたロック部材５２と係合する受け部材５４が配設されている。槽本体４１を試験機本体の試験領域に移動させるときには、作業者は、槽本体４１の正面側からレバー部材５１を把持して引っ張る。そして、作業者は、レバー部材５１を軸５３と水平な状態で時計回りに回すことで、軸５３の他端側の棒状のロック部材５２を受け部材５４の凹部に引っかけるように係合させ、槽本体４１を固定する。【選択図】図２

Description

この考案は、所定の温度に保った状態で試験片に試験負荷を与える際に使用される材料試験機用恒温槽およびこの材料試験機用恒温槽を備えた材料試験機に関する。

試験片に対して試験負荷を与える材料試験機においては、試験片を所定の温度に保つように加熱または冷却するために、負荷機構を備える試験機本体の試験領域に恒温槽を配置している。材料試験機用恒温槽としては、例えば、特許文献１に記載された恒温槽が知られている。

図３および図４は、特許文献１に記載されたような、従来の材料試験機用恒温槽１４０の試験機本体に対する配置を説明する概要図である。図３は、槽本体１４１を架台１４３上に配置する退避位置に移動させた状態を示し、図４は、槽本体１４１を試験機本体の試験領域に配置した試験位置に移動させた状態を示す。図３（ａ）および図４（ａ）は正面図であり、図３（ｂ）および図４（ｂ）は側面図である。

図３および図４では、試験機本体の外観を仮想線で示している。材料試験機用恒温槽１４０は、材料試験機の試験領域に配置した試験片を槽本体内に収容し、一定の雰囲気下で試験片に試験負荷を与えるものである。

材料試験機用恒温槽１４０は、架台１４３と槽本体１４１から成り、槽本体１４１は、架台１４３上に一対のレール１４２を介して載置される。これにより、槽本体１４１は架台１４３に対してスライド移動が可能となっている。材料試験機用恒温槽１４０は、試験機本体の背面に設置され、所定の温度に保った雰囲気で材料試験を行うときには、槽本体１４１をレール１４２に沿って移動させ、図３に示す状態から図４に示す試験機本体の試験領域に配置する状態としている。槽本体１４１は、前面に扉１４４が取り付けられており、扉１４４側に試験片を配置する試験空間１４５が設けられ、正面から見て試験空間１４５の奥側（槽本体１４１の背面側）に、ヒータや冷却器、空気攪拌用のファン等、温度調整に関わる機器類が収容されている。また、温度調整に関わる機器類は架台に収容されている場合や槽１４０と独立して設置される場合があり、このような場合には、槽本体１４１と配管により接続される。

特開２０００−３１４６９２号公報

従来では、槽本体１４１を図３に示す状態から図４に示す状態に移動させるときには、例えば、作業者が材料試験機用恒温槽の裏側に廻り、槽本体１４１の背面を押していた。しかしながら、材料試験機と材料試験機用恒温槽１４０を設置する場所によっては、装置の裏側や側面側に作業者が出入りして作業を行える十分なスペースを確保できない場合がある。このような場合には、槽本体１４１の移動が困難となっていた。

また、従来は、槽本体１４１を図４に示す試験位置に配置したときに、任意の位置で固定できるロック機構は設けられていなかった。このため、試験機本体と恒温槽との配置や試験機本体のサイズによっては、試験中に槽本体１４１の位置がずれる危険性があった。

この考案は上記課題を解決するためになされたものであり、試験機本体の正面側から槽本体の移動作業を行うことができる材料試験機用恒温槽およびこの材料試験機用恒温槽を備えた材料試験機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の考案は、架台上にレールを介して槽本体が載置され、前記槽本体を材料試験機本体の試験領域に配置する試験位置と前記試験領域から退避させる退避位置との間で移動させる材料試験機用恒温槽において、前記槽本体の正面側に配設した前記槽本体を移動させるときに作業者が操作するレバー部材と、前記槽本体側に配設したロック部材と前記架台側に配設した受け部材との係合により前記槽本体の移動を規制するロック機構と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の材料試験機用恒温槽において、前記槽本体に配設された前記槽本体の正面から背面までに亘る長さを有する軸を備え、前記軸の一端には、前記レバー部材が関節部材を介して接続され、前記軸の他端には、前記ロック部材が設けられる。

請求項３に記載の考案は、請求項２に記載の材料試験機用恒温槽において、前記軸は回動可能であり、前記ロック機構における前記ロック部材は、前記軸に垂直な方向に延設された棒状部材であり、前記ロック機構における前記受け部材は、前記架台側に配設された上部開口凹部を有する板状部材である。

請求項４に記載の考案は、請求項２または請求項３に記載の材料試験機用恒温槽において、前記レバー部材が前記関節部材の作用により前記軸に対して垂直な方向に折りたたまれたときに、前記レバー部材を受けるレバー受け部材をさらに備える。

請求項５に記載の考案は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の材料試験機用恒温槽において、前記軸は、前記槽本体の筐体の正面から背面までを貫通して配設される。

請求項６に記載の考案は、請求項４に記載の材料試験機用恒温槽において、前記レバー受け部材は、前記レバー部材を検知するスイッチ機構を有する。

請求項７に記載の考案は、試験機本体と、前記試験機本体を制御する制御装置と、請求項１から請求項５のいずれかに記載の材料試験機用恒温槽と、を備える材料試験機。

請求項８に記載の考案は、試験機本体と、前記試験機本体を制御する制御装置と、請求項６に記載の材料試験機用恒温槽と、を備え、前記制御装置は、前記スイッチ機構から前記レバー受け部材が前記レバー部材を検知した入力があったときに試験実行を許可する材料試験機。

請求項１から請求項４に記載の考案によれば、槽本体の正面側にレバー部材を設けたことにより、作業者は、このレバー部材を操作して槽本体の移動を行うことが可能となる。このため、試験機本体の正面側から、試験領域に対して槽本体を進退させることができる。

請求項２に記載の考案によれば、レバー部材が関節部材を介して軸に接続されていることから、槽本体を材料試験機本体の試験位置に配置し、扉を開けて槽内で治具や試験片の着脱などの作業を行う場合、あるいは、試験を実行する際に、それらの作業の妨げにならないように、レバー部材を関節部分で折りたたむことができる。

請求項３に記載の考案によれば、ロック部材は、回動可能な軸の一端に軸と垂直な方向に延設した棒状部材であり、受け部材は、レールに配設された上部開口凹部を有する板状部材でありことから、作業者は、レバー部材を操作して軸を回動させて棒状部材を凹部に係合させることにより、槽本体の進退を規制し、試験位置に引き出した状態での槽本体の位置を固定することが可能となる。

請求項４に記載の考案によれば、レバー部材を受けるレバー受け部材を備えることから、レバー部材を使用しないときには、レバー部材を折りたたんだ状態で固定することができる。

請求項５に記載の考案によれば、軸を槽本体の正面から背面までを貫通して配設し、槽本体の外側面に軸および軸を支持する部材が露出しない構造としたことから、試験機本体の柱等を傷付けることなく、槽本体を移動させるこができる。

請求項６に記載の考案によれば、レバー受け部材はレバーを検知するスイッチ機構を備えることから、レバー部材が槽本体を移動させるために使用中であるのか否かを、容易に検知することが可能である。

請求項８に記載の考案によれば、材料試験機の制御装置は、スイッチ機構からレバー受け部材がレバー部材を検知した入力があったときに試験実行を許可することから、槽本体の移動などの準備中に試験開始の誤操作があっても試験が開始されることがなく、事故を未然に防止することが可能となる。

この考案に係る材料試験機用恒温槽４０を適用して槽内試験を実行する材料試験機の概要図である。 この考案に係る材料試験機用恒温槽４０の概要図である。 従来の材料試験機用恒温槽１４０の試験機本体に対する配置を説明する概要図である。 従来の材料試験機用恒温槽１４０の試験機本体に対する配置を説明する概要図である。

以下、この考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この考案に係る材料試験機用恒温槽４０を適用して槽内試験を実行する材料試験機の概要図である。なお、図１においては、材料試験機用恒温槽（以下、この明細書では恒温槽と記載する）４０の扉４４を取り払った状態を示している。

この材料試験機は、試験機本体１とパーソナルコンピュータ３３と恒温槽４０から構成される。試験機本体１は、テーブル１８と、カバー１９の内部でテーブル１８に立設された一対のねじ棹と、このねじ棹に沿って移動可能なクロスヘッド２３と、クロスヘッド２３を移動させることにより試験片１０に対して試験力を付与するための負荷機構３０と、負荷機構３０の動作を制御する制御部３１とを備える。

各カバー１９の内部には、一対のねじ棹が回転可能に支持されており、クロスヘッド２３は一対のねじ棹の各々に図示を省略したナットを介して連結されている。そして、各ねじ棹の下端部は負荷機構３０に連結され、負荷機構３０の動力源からの動力が各ねじ棹に伝達される。これにより一対のねじ棹が同期して回転し、クロスヘッド２３が一対のねじ棹に沿って昇降する。

クロスヘッド２３には、試験片１０の上端部を把持する上つかみ具２１が配設されている。また、テーブル１８には、試験片１０の下端部を把持する下つかみ具２２が配設されている。引張試験を行う場合には、試験片１０の両端部をこれら上つかみ具２１および下つかみ具２２により把持した状態で、制御部３１が負荷機構３０を駆動させることによりクロスヘッド２３を上昇させる。このとき、試験片１０には試験負荷（引張負荷）が付与される。なお、この材料試験機では、試験治具として引張試験用の上つかみ具２１と下つかみ具２２を、それぞれクロスヘッド２３とテーブル１８とに配設しているが、これらの試験治具は試験の種類に応じて取り換えられる。例えば、圧縮試験の場合は、試験治具として、圧盤がクロスヘッド２３に取り付けられる。

材料試験を行うときに試験片１０に作用する試験力はロードセル２４により検出され、制御部３１に入力される。また、そのときのクロスヘッド２３の移動量（ストローク）は、制御部３１に入力され、試験片１０の伸びに換算される。

制御部３１は、パーソナルコンピュータ３３に接続されている。このパーソナルコンピュータ３３は、論理演算を実行するＣＰＵや、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭおよび制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等の記憶装置を有しており、キーボード等の入力部３４および液晶表示装置等の表示部３５と接続される。パーソナルコンピュータ３３は、試験力や伸びなどの物理量を表示部３５に表示する。なお、制御部３１とパーソナルコンピュータ３３は、この考案の制御装置を構成する。

図２は、この考案に係る材料試験機用恒温槽４０の概要図である。図２（ａ）は正面図であり、図２（ｂ）は、槽本体４１を試験位置まで引き出したときの側面図である。

恒温槽４０は、架台４３と槽本体４１から成り、槽本体４１は、架台４３上に一対のレール４２を介して載置される。槽本体４１は、レール４２に沿ってスライド移動することで、試験機本体１に対して、前進／後退する。槽本体４１の前面には扉４４が取り付けられている。槽本体４１内の扉側の空間は、試験片１０を配置する試験空間４５となっており、その試験空間４５の奥側（槽本体４１の背面側）に、ヒータや冷却器、試験空間４５内の空気を攪拌するためのファン等、温度調整に関わる機器類が収容されている。なお、槽本体４１の槽壁には、例えば、架台４３内に配置した冷却器や液体窒素タンクからのノズルからの気体の供給を受けるための孔（図示せず）が設けられている。また、扉４４には、内部を観察するためのガラス窓が設けられている。

試験空間４５の下側となる槽本体４１の下方には、槽本体４１の正面から背面までを貫通する軸５３が配設されており、槽本体４１の正面側の軸５３の一端には、槽本体４１を移動させるときに作業者が把持して操作するレバー部材５１が、関節部材５５を介して接続されている。そして、槽本体４１の背面側の軸５３の他端には、軸５３に垂直な方向に延設された棒状部材から成るロック部材５２が配設されている。この軸５３は長手方向を中心軸として回転可能であるが、長手方向には相対的に移動しないよう槽本体４１に係合されている。また、この軸５３は槽本体４１の内部に収納してもよいし槽本体４１の外部に配置してもよい。図２は内部に収納した状態を示している。

一対のレール４２の一方には、槽本体４１の背面側の軸５３の端部に設けられたロック部材５２と係合する受け部材５４が配設されている。この受け部材５４は、その上面が開口部となる凹部である上部開口凹部を有する板状部材であり、レール４２の任意の位置に固定される。なお、受け部材５４は、槽本体４１のスライド移動の妨げにならないようにレール４２の側面に配設され、その位置は、試験機本体１と架台４３との距離に応じて決められる。なお、受け部材５４は、複数配設してもよい。また、受け部材５４は、上部開口凹部を所定の間隔で複数設けたものであってもよい。この受け部材５４は、ロック部材５２と係合可能な凹部を有するものであり、槽本体４１の移動を妨げるものでなければ、形状は限定されない。また、受け部材５４を配設する場所はレール４２ではなく、レール４２を支持している架台４３であってもよい。

槽本体４１の正面側の扉４４の下の槽壁の外側には、軸５３に関節部材５５を介して接続しているレバー部材５１を、関節部材５５の作用により垂直に折りたたんだときに、レバー部材５１を受けるレバー受け部材であるレバー受けブロック５６が配設される。なお、レバー受けブロック５６には、レバー部材５１を受けたことを検知するスイッチ機構が設けられている。スイッチ機構は、レバー受けブロック５６でレバー部材５１を受けているときには、レバー部材５１の検知信号を、パーソナルコンピュータ３３あるいは制御部３１に送信する。レバー受けブロック５６に取り付けるスイッチ機構としては、例えば、レバー受けブロック５６に投光器と受光器を配設し、レバー部材５１の有無の状態を非接触で検知する光電スイッチや、レバー部材５１によりピンプランジャが押されたか否かによりレバー部材５１の有無の状態を検知するマイクロスイッチなどが採用できる。

槽本体４１を試験機本体１の試験領域に移動させるときには、作業者は、槽本体４１の正面側からレバー部材５１を把持して引っ張る。槽本体４１はレール４２に案内されて、試験機本体１の試験領域まで引き出される。そして、作業者は、レバー部材５１を軸５３と水平な状態で時計回りに回すことで、軸５３の他端側の棒状のロック部材５２を受け部材５４の凹部に引っかけるように係合させる。これにより、槽本体４１の移動が規制される。

ロック部材５２と受け部材５４の凹部との係合により、槽本体４１のレール４２上での位置を固定した状態で、試験治具や試験片１０の取り付け取り外しなどの作業や材料試験を実行するときには、作業者は、図２に破線で示すように、レバー部材５１を関節部材５５の作用により下方に９０度折り、レバー受けブロック５６でレバー部材５１を受け止めた状態とする。

試験片１０を恒温槽４０の槽本体４１内に配置して引張試験を行うときには、上記のように槽本体４１を試験機本体１の試験領域に移動したのち、レバー部材５１を操作してロック部材５２と受け部材５４を係合させ、槽本体４１を試験機本体１に対して移動しないように固定する。そして、試験機本体のクロスヘッド１３に上つかみ具２１を、テーブル１８に下つかみ具２２を配設し、上つかみ具２１と下つかみ具２２により試験片１０の両端を把持させる。槽本体４１の上下の槽壁には、試験片１０の両端を把持する上つかみ具２１および下つかみ具２２のロット部が貫通する孔４７が設けられており（図１参照）、試験中には、上つかみ具２１および下つかみ具２２が試験片１０とともに槽本体４１内の試験空間４５に配置される。なお、作業者が試験片１０を交換する際には、槽本体４１の前面の扉４４を開放する。

試験空間４５の雰囲気が試験温度として設定した温度で安定すれば、作業者が入力部３４を操作して入力した試験開始のタイミングで、試験が開始される。負荷機構３０を駆動させる試験開始指令がパーソナルコンピュータ３３から制御部３１に送信されるときに、パーソナルコンピュータ３３がレバー部材５１を検知する検知信号をスイッチ機構から受信していない場合は、試験開始が中止または中断される。すなわち、スイッチ機構は、槽本体４１のレール４２上での位置が固定されている場合にのみ、試験開始を許可する安全機構として機能する。このため、例えば、作業者が槽本体４１のセッティングが不十分な状態で誤って試験開始操作を行った場合でも、試験が開始されることがなく、事故を未然に防止することが可能となる。

また、所定の雰囲気下での槽内試験ではなく、室温での材料試験を実行する場合には、槽本体４１内の試験空間４５から試験片１０、上つかみ具２１、下つかみ具２２を取り外す。そして、作業者は、関節部材５５の作用により軸５３に対して垂直に折られてレバー受けブロック５６に受けられているレバー部材５１を、軸５３と同軸となる位置に戻し、ロック部材５２を受け部材５４の凹部に係合させたときとは逆方向（反時計回り）に回転させ、ロック部材５２と受け部材５４との係合を解除する。しかる後、槽本体４１を後退させ、後退した位置に配設してある受け部材５４とロック部材５２を係合し槽本体４１が移動しないように固定する。

このように、この考案の恒温槽４０では、容易に移動させることが困難な試験機本体１の正面側から、作業者がレバー部材５１を使って槽本体４１の移動を規制するための操作と移動の規制を解除する操作を行うことが可能となるとともに、槽本体４１の移動を容易に行うことが可能となる。また、ロック部材５２と受け部材５４との係合により槽本体４１の位置を試験機本体１の試験領域に配置した状態の位置に固定し、試験実行中の槽本体４１の移動が規制できることから、試験中に槽本体４１の位置がずれて、試験治具や治具を支持するロッドが恒温槽４０の槽壁に接触することを防止することが可能となる。

また、この実施形態では、軸５３を槽本体４１の正面側から背面側まで貫通させて配設していることで、槽本体４１の外側面に軸５３および軸を支持する部材が露出しない構造とし、試験機本体１のカバー１９等を傷付けることなく、槽本体４１を移動できる構成としている。一方で、軸５３は、槽本体４１の底壁や側壁などの外側に支持部材を介して取り付けることもできる。このような場合には、受け部材５４のロック部材５２を受ける凹部の向きや形状、受け部材５４の配置ならびにレバー受けブロック５６の配置も、軸５３の配設状況に応じて変更される。

１ 試験機本体
１０ 試験片
１８ テーブル
１９ カバー
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
２３ クロスヘッド
２４ ロードセル
３０ 負荷機構
３１ 制御部
３３ パーソナルコンピュータ
３４ 入力部
３５ 表示部
４０ 恒温槽
４１ 槽本体
４２ レール
４３ 架台
４４ 扉
４５ 試験空間
５１ レバー部材
５２ ロック部材
５３ 軸
５４ 受け部材
５５ 関節部材
５６ レバー受けブロック

Claims (8)

1. 架台上にレールを介して槽本体が載置され、前記槽本体を材料試験機本体の試験領域に配置する試験位置と前記試験領域から退避させる退避位置との間で移動させる材料試験機用恒温槽において、
   前記槽本体の正面側に配設した前記槽本体を移動させるときに作業者が操作するレバー部材と、
   前記槽本体側に配設したロック部材と前記架台側に配設した受け部材との係合により前記槽本体の移動を規制するロック機構と、
   を備えることを特徴とする材料試験機用恒温槽。
2. 請求項１に記載の材料試験機用恒温槽において、
   前記槽本体に配設された前記槽本体の正面から背面までに亘る長さを有する軸を備え、
   前記軸の一端には、前記レバー部材が関節部材を介して接続され、前記軸の他端には、前記ロック部材が設けられる材料試験機用恒温槽。
3. 請求項２に記載の材料試験機用恒温槽において、
   前記軸は回動可能であり、
   前記ロック機構における前記ロック部材は、前記軸に垂直な方向に延設された棒状部材であり、
   前記ロック機構における前記受け部材は、前記架台側に配設された上部開口凹部を有する板状部材である材料試験機用恒温槽。
4. 請求項２または請求項３に記載の材料試験機用恒温槽において、
   前記レバー部材が前記関節部材の作用により前記軸に対して垂直な方向に折りたたまれたときに、前記レバー部材を受けるレバー受け部材をさらに備える材料試験機用恒温槽。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載の材料試験機用恒温槽において、
   前記軸は、前記槽本体の筐体の正面から背面までを貫通して配設される材料試験機用恒温槽。
6. 請求項４に記載の材料試験機用恒温槽において、
   前記レバー受け部材は、前記レバー部材を検知するスイッチ機構を有する材料試験機用恒温槽。
7. 試験機本体と、前記試験機本体を制御する制御装置と、請求項１から請求項５のいずれかに記載の材料試験機用恒温槽と、を備える材料試験機。
8. 試験機本体と、前記試験機本体を制御する制御装置と、請求項６に記載の材料試験機用恒温槽と、を備え、
   前記制御装置は、前記スイッチ機構から前記レバー受け部材が前記レバー部材を検知した入力があったときに試験実行を許可する材料試験機。
   

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